一種硬脂酸鈣及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硬脂酸鈣及其制備工藝，所述硬脂酸鈣的制備原料包括三硬脂酸甘油酯、催化劑A、抗氧化劑、水、氧化鈣、催化劑B和氫氧化鈉；其中，催化劑A為氫氧化鈣和Al2O3?MgO的混合物，抗氧化劑為抗氧劑DLTDP和抗氧劑T501的混合物；催化劑B選自過氧化物中的一種或多種。本發(fā)明提供的硬脂酸鈣，原料成本低，產(chǎn)率高，色澤好，游離酸含量低，熔點高，性質(zhì)穩(wěn)定，相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)符合中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T 2424?2012硬脂酸鈣》優(yōu)等品的要求。本發(fā)明提供的硬脂酸鈣的制備工藝，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，能耗低，總生產(chǎn)成本低，在實際應(yīng)用中與市場同類產(chǎn)品相比更具有實用性和可比性。
【專利說明】
一種硬脂酸鈣及其制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬脂酸鈣及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 硬脂酸鈣屬于硬脂酸鹽類中的一種，主要用作聚氯乙烯無毒熱穩(wěn)定劑和多種塑料 加工的潤滑劑、脫模劑等。此外，硬脂酸鈣還可用作聚乙烯、聚丙烯的鹵素吸收劑，以消除聚 乙烯、聚丙烯制備過程中殘留催化劑對顏色和穩(wěn)定性的不良影響;硬脂酸鈣亦用作聚烯烴 纖維和模塑料的潤滑劑，潤滑脂的增厚劑，紡織品的防水劑，油漆的平光鏡，橡膠加工和制 造塑料唱片時的增塑劑等，應(yīng)用十分廣泛，市場需求量逐年增加。
[0003] 目前，國內(nèi)生產(chǎn)硬脂酸鈣的方法主要有復(fù)分解法、皂化法、一步合成法和一些特殊 的合成方法。復(fù)分解法是以硬脂酸為主要原料，在適當(dāng)?shù)臏囟认拢M(jìn)行加熱熔融與氫氧化鈉 溶液發(fā)生皂化反應(yīng)，生成的硬脂酸鈉與可溶性鈣鹽進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成硬脂酸鈣。復(fù)分解 法反應(yīng)條件溫和，但存在產(chǎn)品質(zhì)量差，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低、能耗和水耗高等缺點。且復(fù) 分解法生產(chǎn)硬脂酸鈣過程中排放大量的含鹽的廢水，對環(huán)境造成很大的污染。一步法合成 硬脂酸鈣是將氧化鈣或氫氧化鈣與硬脂酸在一定條件下直接反應(yīng)生成硬脂酸鈣。中國專利 申請201210565538.8公開了一種硬脂酸鈣的制備工藝，其具體工藝為將40-50份硬脂酸、 10-15份氫氧化鈣、1-5份氧化鋅和20-30份蒸餾水加入反應(yīng)釜中，開啟真空系統(tǒng)，溫度為90 °C條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后分離產(chǎn)物和原料，原料烘干即得硬脂酸鈣產(chǎn)品。該法制備得到的 產(chǎn)品不含其它無機鹽陰離子，用水少，但存在反應(yīng)周期長，產(chǎn)品收率低等問題。中國專利 CN102278691 B公開了一種水相一步合成硬脂酸鈣的方法，以硬脂酸和氫氧化鈣為原料，利 用雙氧水和醇為復(fù)合催化劑，在固液比為1:7-15的水相中，于60-80°C下反應(yīng)1-3小時合成 硬脂酸鈣。該法制備得到硬脂酸鈣工藝簡單，濾餅含水量低，易于干燥，成品堆密度小，但其 產(chǎn)品收率低，總生產(chǎn)成本高。
[0004] 國內(nèi)大部分硬脂酸鈣生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的硬脂酸鈣均不同程度存在生產(chǎn)成本高，生 產(chǎn)過程環(huán)境污染嚴(yán)重或制備得到的硬脂酸鈣按中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T 2424-2012硬脂酸鈣》檢測部分指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，特別是游離酸含量高，熔點低等問題，其制備工藝和 質(zhì)量仍需進(jìn)一步改進(jìn)。因此，研究一種總體生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)過程安全環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量高的 硬脂酸鈣及其制備工藝具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種硬脂酸鈣的工藝及其制備工 藝。本發(fā)明提供的硬脂酸鈣生產(chǎn)產(chǎn)率高，色澤好，游離酸含量低，熔點高，性質(zhì)穩(wěn)定，相關(guān)質(zhì) 量指標(biāo)符合中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T 2424-2012硬脂酸鈣》優(yōu)等品的要求。本發(fā) 明提供的硬脂酸鈣的制備工藝，生產(chǎn)過程無含氯、硫酸根離子的廢水排放，安全環(huán)保，能耗 低，總生產(chǎn)成本低，在實際應(yīng)用中與市場同類產(chǎn)品相比更具有實用性和可比性。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種硬脂酸鈣，其制備原料包括三硬脂酸甘油酯、催化劑A、抗氧化劑、水、氧化鈣、 催化劑B和氫氧化鈉；
[0008]其中，所述催化劑A為氫氧化鈣和Al2〇3_MgO的混合物，所述抗氧化劑為抗氧劑 DLTDP和抗氧劑T501的混合物;所述催化劑B選自過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化鈣、 過氧化鎂和過氧化鋅中的一種或多種。
[0009]優(yōu)選地，所述催化劑A的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的4%_8%，其中，按質(zhì)量比 計，氫氧化媽:Ah〇3-MgO為1:6-12。
[0010 ] 優(yōu)選地，所述A12〇3_MgO中，按摩爾比計，A12〇3: MgO為1 -3:1。
[0011 ]優(yōu)選地，所述抗氧化劑用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.2 % -0.4 %，其中，按質(zhì)量 比計，抗氧劑DLTDP:抗氧劑T501為0.4-0.7:1。
[0012] 優(yōu)選地，所述催化劑B為過氧化氫和過氧化鈣的混合物，按質(zhì)量比計，過氧化氫:過 氧化1丐為2-5:1。
[0013] 本發(fā)明還提供一種本發(fā)明所述的硬脂酸鈣的制備工藝，包括如下步驟：
[0014] S1:取三硬脂酸甘油酯，邊投料邊攪拌，溫度保持在80-100°C，待三硬脂酸甘油酯 全部熔融后加入催化劑A、抗氧化劑和水，在溫度為120-150°C，壓力為0.6-0.8MPa的條件下 進(jìn)行水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物靜置30-60min，油水分離，油相壓濾回收催化劑即得硬脂酸；
[0015] S2:將S1中硬脂酸加入硬脂酸鈣反應(yīng)釜中，溫度保持在80-100°C，邊攪拌邊加入氧 化鈣，投料完成后，物料溫度升至120-130 °C，加入催化劑B，攪拌反應(yīng)25-35min;
[0016] S3 :再次加入氧化鈣和催化劑B，在溫度為130-145°C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，停止攪 拌，物料泡沫降至平衡點后，補加催化劑B，在溫度為125-135Γ的條件下反應(yīng)15-25min;
[0017] S4:邊攪拌邊加入氫氧化鈉，恒溫反應(yīng)5-15min;
[0018] S5:開啟真空栗，調(diào)節(jié)真空度至-0.09--0.07MPa，脫水，恒溫恒壓條件下穩(wěn)定反應(yīng) 45-60min，反應(yīng)終止，即得硬脂酸|丐。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟S1中，按質(zhì)量比計，三硬脂酸甘油酯:水為1:0.4-0.6。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟S2中，氧化鈣的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的6%_8%，催化劑B 的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的2%_4%。
[0021] 優(yōu)選地，所述步驟S3中，氧化鈣的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.8%_3%，催化 劑B的第一次加入量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.5%-1 %，補加的催化劑B加入量為三硬脂 酸甘油酯質(zhì)量的0.5 %-1 %。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟S4中，氫氧化鈉的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.1%_0.3%。
[0023]本發(fā)明提供的硬脂酸鈣，其制備工藝包括三硬脂酸甘油酯水解和硬脂酸與氧化鈣 縮合脫水成鹽兩步反應(yīng)。三硬脂酸甘油酯水解過程中，氫氧化鈣可通過吸附作用減弱酯鍵 鍵能，使酯鍵易于水解，Al2〇 3-MgO為固體酸堿催化劑，在氫氧化鈣和Al2〇3-MgO復(fù)合催化劑 的催化作用下，三硬脂酸甘油酯水解生成硬脂酸和丙三醇，水解率達(dá)95%以上，水解產(chǎn)生的 丙三醇溶于水中與硬脂酸分離，有利于提高終產(chǎn)品的純度;而分離出的丙三醇和水的混合 物經(jīng)分離和濃縮處理可獲得丙三醇，有利于提高原料的利用度?？寡鮿〥LTDP和抗氧劑T501 復(fù)合抗氧化劑的添加可避免高溫反應(yīng)條件下物料發(fā)生氧化，確保終產(chǎn)品色度。硬脂酸與氧 化鈣縮合脫水成鹽過程中，以過氧化氫和過氧化鈣的混合物作為復(fù)合催化劑可提高硬脂酸 鈣的產(chǎn)率，而在反應(yīng)體系中加入少量氫氧化鈉可顯著降低硬脂酸鈣中的游離酸含量，同時， 部分硬脂酸與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成極少量的硬脂酸鈉可在反應(yīng)中起到表面活性劑作用， 改善反應(yīng)的效果，使反應(yīng)充分進(jìn)行，提高產(chǎn)品收率。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的硬脂酸鈣采用三硬脂酸甘油酯和氧化鈣作為原 料，原料成本低，同時，生產(chǎn)過程無含氯、硫酸根離子的廢水排放，能耗低，總生產(chǎn)成本低，合 的硬脂酸鈣純度高，色澤好，游離酸含量低，熔點高，性質(zhì)穩(wěn)定，相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)符合中華人民 共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T 2424-2012硬脂酸鈣》優(yōu)等品的要求。
【具體實施方式】
[0025] 以下通過【具體實施方式】進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅限于以下實施例。在 本發(fā)明的范圍內(nèi)或者在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)，對本發(fā)明進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)、替換 功效相同的組分，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明的 范圍之內(nèi)。
[0026] 實施例1硬脂酸鈣的制備
[0027] S1:取三硬脂酸甘油酯，邊投料邊攪拌，溫度保持在100°C，待三硬脂酸甘油酯全部 熔融后加入催化劑A、抗氧化劑和水，在溫度為140°C，壓力為0.7MPa的條件下進(jìn)行水解反 應(yīng)，水解產(chǎn)物靜置45min，油水分離，油相壓濾回收催化劑即得硬脂酸；
[0028]其中，按質(zhì)量比計，催化劑A中，氫氧化鈣:Al2〇3-MgO為1:9,其用量為三硬脂酸甘油 酯質(zhì)量的6%，Al2〇3-MgO通過沉淀法制備得到，按摩爾比計，Al2〇 3:MgO為2:1;
[0029]按質(zhì)量比計，抗氧化劑中，抗氧劑DLTDP:抗氧劑T501為0.55:1，其用量為三硬脂酸 甘油酯質(zhì)量的0.3%;
[0030] 按質(zhì)量比計，三硬脂酸甘油酯:水為1:0.5;
[0031] S2:將S1中硬脂酸加入硬脂酸鈣反應(yīng)釜中，溫度保持在100°C，邊攪拌邊加入三硬 脂酸甘油酯質(zhì)量7 %的氧化鈣，投料完成后，物料溫度升至125°C，加入三硬脂酸甘油酯質(zhì)量 3 %的催化劑B，攪拌反應(yīng)30min;
[0032] 其中，催化劑B為過氧化氫和過氧化鈣的混合物，按質(zhì)量比計，過氧化氫:過氧化鈣 為 4:1;
[0033] S3:加入三硬脂酸甘油酯質(zhì)量1.5 %的氧化鈣和三硬脂酸甘油酯質(zhì)量1 %的催化劑 B，在溫度為140°C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，停止攪拌，物料泡沫降至平衡點后，補加三硬脂酸甘 油酯質(zhì)量0.5%的催化劑B，在溫度為135°C的條件下反應(yīng)20min;
[0034] S4:邊攪拌邊加入三硬脂酸甘油酯質(zhì)量0.2 %的氫氧化鈉，恒溫反應(yīng)12min;
[0035] S5:開啟真空栗，調(diào)節(jié)真空度至-0.08MPa，脫水，恒溫恒壓條件下穩(wěn)定反應(yīng)50min， 反應(yīng)終止，取樣檢測，合格后噴粉，包裝入庫，即得硬脂酸鈣，其產(chǎn)率為94.67 %。
[0036] 實施例2硬脂酸鈣的制備
[0037] S1:取三硬脂酸甘油酯，邊投料邊攪拌，溫度保持在90°C，待三硬脂酸甘油酯全部 熔融后加入催化劑A、抗氧化劑和水，在溫度為130°C，壓力為O.SMPa的條件下進(jìn)行水解反 應(yīng)，水解產(chǎn)物靜置50min，油水分離，油相壓濾回收催化劑即得硬脂酸；
[0038]其中，按質(zhì)量比計，催化劑A中，氫氧化鈣:Al2〇3-MgO為1:10,其用量為三硬脂酸甘 油酯質(zhì)量的5%，Al2〇3-MgO通過沉淀法制備得到，按摩爾比計，Al2〇3:MgO為2.5:1;
[0039]按質(zhì)量比計，抗氧化劑中，抗氧劑DLTDP:抗氧劑T501為0.45:1，其用量為三硬脂酸 甘油酯質(zhì)量的0.4%;
[0040] 按質(zhì)量比計，三硬脂酸甘油酯:水為1:0.6;
[0041] S2:將S1中硬脂酸加入硬脂酸鈣反應(yīng)釜中，溫度保持在100°C，邊攪拌邊加入三硬 脂酸甘油酯質(zhì)量7%的氧化鈣，投料完成后，物料溫度升至130°C，加入三硬脂酸甘油酯質(zhì)量 2 %的催化劑B，攪拌反應(yīng)25min;
[0042] 其中，催化劑B為過氧化氫；
[0043] S3:加入三硬脂酸甘油酯質(zhì)量2.2 %的氧化鈣和三硬脂酸甘油酯質(zhì)量1 %的催化劑 B，在溫度為135°C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，停止攪拌，物料泡沫降至平衡點后，補加三硬脂酸甘 油酯質(zhì)量1 %的催化劑B，在溫度為130 °C的條件下反應(yīng)18min;
[0044] S4:邊攪拌邊加入三硬脂酸甘油酯質(zhì)量0.1 %的氫氧化鈉，恒溫反應(yīng)15min;
[0045] S5:開啟真空栗，調(diào)節(jié)真空度至-0.08MPa，脫水，恒溫恒壓條件下穩(wěn)定反應(yīng)60min， 反應(yīng)終止，取樣檢測，合格后噴粉，包裝入庫，即得硬脂酸鈣，其產(chǎn)率為92.84 %。
[0046] 對比例1
[0047] S1中，催化劑A為Al2〇3-MgO,其用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的6%，Al2〇 3-MgO通過 沉淀法制備得到，按摩爾比計，AI2O3 :MgO為2:1。
[0048]其余步驟同實施例1，硬脂酸鈣產(chǎn)率為72.66 %。
[0049] 對比例2
[0050] 步驟S4中，不添加氫氧化鈉，其余步驟同實施例1，硬脂酸鈣產(chǎn)率為82.58%。
[00511 參照中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T 2424-2012硬脂酸鈣》對本發(fā)明實施例 1-2、對比例1-2合成的硬脂酸鈣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢測，檢測結(jié)果見表2。
[0052]表1硬脂酸鈣的技術(shù)要求 [0053]
[0054]表2硬脂酸鈣指標(biāo)檢測結(jié)果
[0056] 由表2試驗結(jié)果可知，本發(fā)明實施例合成的硬脂酸鈣游離酸含量低，熔點高，質(zhì)量 指標(biāo)符合中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T 2424-2012硬脂酸鈣》優(yōu)等品的要求，顯著優(yōu) 于對比例合成的硬脂酸鈣，同時，由以上結(jié)果可知，實施例1為本發(fā)明最佳實施例。本發(fā)明提 供的硬脂酸鈣制備工藝生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，合成的硬脂酸鈣產(chǎn)率高，純度好， 質(zhì)量穩(wěn)定，在實際應(yīng)用中與市場同類產(chǎn)品相比更具有實用性和可比性。
[0057] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種硬脂酸鈣，其特征在于，所述硬脂酸鈣的制備原料包括三硬脂酸甘油酯、催化劑 A、抗氧化劑、水、氧化鈣、催化劑B和氫氧化鈉； 其中，所述催化劑A為氫氧化鈣和Al2Os-MgO的混合物，所述抗氧化劑為抗氧劑DLTDP和 抗氧劑T501的混合物;所述催化劑B選自過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化鈣、過氧化 鎂和過氧化鋅中的一種或多種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酸鈣，其特征在于，所述催化劑A的用量為三硬脂酸甘油 酯質(zhì)量的4%_8%，其中，按質(zhì)量比計，氫氧化鈣:Al 2O3-MgO為1:6-12。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬脂酸|丐，其特征在于，所述Al2〇3_MgO中，按摩爾比計，AI2O3: MgO為1-3:1〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酸鈣，其特征在于，所述抗氧化劑用量為三硬脂酸甘油酯 質(zhì)量的0.2%-0.4%，其中，按質(zhì)量比計，抗氧劑DLTDP:抗氧劑T501為0.4-0.7:1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酸鈣，其特征在于，所述催化劑B為過氧化氫和過氧化鈣 的混合物，按質(zhì)量比計，過氧化氫:過氧化鈣為2-5:1。6. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酸鈣的制備工藝，其特征在于，所述制備工藝包括如 下步驟： SI:取三硬脂酸甘油酯，邊投料邊攪拌，溫度保持在SO-HKTC，待三硬脂酸甘油酯全部 熔融后加入催化劑A、抗氧化劑和水，在溫度為120-150°C，壓力為0.6-0.8MPa的條件下進(jìn)行 水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物靜置30-60min，油水分離，油相壓濾回收催化劑即得硬脂酸； S2:將Sl中硬脂酸加入硬脂酸鈣反應(yīng)釜中，溫度保持在80-100°C，邊攪拌邊加入氧化 鈣，投料完成后，物料溫度升至120-130 °C，加入催化劑B，攪拌反應(yīng)25-35min; S3:再次加入氧化鈣和催化劑B，在溫度為130-145Γ的條件下進(jìn)行反應(yīng)，停止攪拌，物 料泡沫降至平衡點后，補加催化劑B，在溫度為125-135Γ的條件下反應(yīng)15-25min; S4:邊攪拌邊加入氫氧化鈉，恒溫反應(yīng)5-15min; S5:開啟真空栗，調(diào)節(jié)真空度至-0.09-0.07MPa，脫水，恒溫恒壓條件下穩(wěn)定反應(yīng)45-60min，反應(yīng)終止，即得硬脂酸鈣。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硬脂酸鈣的制備工藝，其特征在于，所述步驟Sl中，按質(zhì)量比 計，三硬脂酸甘油酯:水為1:0.4-0.6。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硬脂酸鈣的制備工藝，其特征在于，所述步驟S2中，氧化鈣的 用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的6%-8%，催化劑B的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的2%-4%。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硬脂酸鈣的制備工藝，其特征在于，所述步驟S3中，氧化鈣的 用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.8 %-3%，催化劑B的第一次加入量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量 的0.5%-1 %，補加的催化劑B加入量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.5%-1 %。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硬脂酸鈣的制備工藝，其特征在于，所述步驟S4中，氫氧化鈉 的用量為三硬脂酸甘油酯質(zhì)量的0.1 %_〇. 3%。
【文檔編號】C07C53/126GK105949048SQ201610347245
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】嚴(yán)豐, 嚴(yán)一豐, 嚴(yán)睛
【申請人】惠州市志海新威科技有限公司